Monotropein能够改善TM3莱迪希细胞及老年大鼠中晚发性性腺功能减退的症状

《Biomimetic Intelligence and Robotics》：Monotropein improves late-onset hypogonadism in TM3 Leydig cells and aged rats

本研究通过体外和体内实验，鉴定发酵菠萝蜜提取物（FME）中的主要活性成分monotropein（MON）可显著恢复氧化应激诱导的TM3 Leydig细胞睾酮合成，上调StAR、3β-HSD2等关键酶的表达。动物实验显示，40 mg/kg MON可改善老年大鼠血清睾酮水平、精子计数和运动能力，降低胆固醇和甘油三酯，且无肝肾及前列腺毒性。结论：MON作为FME的核心活性成分，通过促进睾酮生物合成和代谢改善LOH，具有作为靶向植物疗法的潜力。

　　本研究聚焦于一种与年龄相关的男性激素缺乏症——晚发性性腺功能减退症（Late-onset Hypogonadism, LOH），并探讨了一种名为发酵的非尼（Fermented Morinda citrifolia Extract, FME）提取物在缓解LOH方面的潜在作用。随着人口老龄化趋势的加剧，LOH已成为全球关注的健康问题之一，其特征是血清睾酮水平下降，伴随生殖功能和代谢功能的损害，如性欲减退、疲劳、肌肉质量减少以及情绪低落等。尽管睾酮替代疗法（Testosterone Replacement Therapy, TRT）已被广泛应用于LOH的治疗，但其长期安全性及可能的副作用，如心血管风险和前列腺相关问题，仍引发担忧。因此，寻找安全有效的天然干预措施成为研究重点。

非尼（Morinda citrifolia）是一种热带植物，传统上在波利尼西亚医学中被广泛应用。其化学成分复杂，含有多种生物活性物质，包括酚类化合物、有机酸和生物碱等，这些成分可能具有抗氧化、抗炎和调节内分泌的作用。在先前的研究中，我们发现FME能够通过双重机制调节睾酮的合成与代谢，从而缓解LOH症状。然而，FME中的具体活性成分及其作用机制尚未完全明确。因此，本研究旨在识别FME中对LOH具有显著影响的关键生物活性化合物，并评估其在体外和体内环境下的疗效和作用机制。

在本研究中，我们采用高效液相色谱法（High-performance Liquid Chromatography, HPLC）对FME中的四种候选成分——去乙酰化异鼠李素酸（DAA）、异鼠李素酸（AA）、香豆素衍生物（SCO）和单萜醇（MON）进行了定量分析。结果表明，FME中含有0.14±0.00 mg/g的MON，远高于其他成分。随后，我们选择了MON作为主要的活性成分进行功能评估。在体外实验中，MON被用于评估其对氧化应激诱导的TM3间质细胞中类固醇生成基因和蛋白表达的影响。实验发现，MON能够显著恢复睾酮的合成，并上调关键的类固醇生成酶，如StAR、3β-HSD2、17,20-脱氢酶和17β-羟基类固醇脱氢酶3（17β-HSD3）的表达。在体内实验中，我们给42周龄的Sprague–Dawley大鼠口服MON（40 mg/kg/day），连续4周后，检测其血清睾酮水平、精子生成情况、精子活力以及代谢参数等。结果表明，MON显著提高了大鼠的血清睾酮水平，改善了精子生成和精子活力，同时未引起肝、肾或前列腺的毒性反应。

在实验设计方面，我们首先通过HPLC-PDA方法对FME中的DAA、AA、SCO和MON进行了定量分析。该方法利用已知的标准物质进行校准，并通过保留时间匹配和排除干扰信号来确认峰的纯度。随后，我们使用TM3间质细胞模型评估了这些成分对细胞活力和睾酮合成的影响。实验结果显示，FME在60至480 μg/mL范围内未表现出显著的细胞毒性，而MON在100 μM时仅减少了约6.26%的细胞活力，这一变化未达到临界水平，因此未影响后续的实验设计。此外，通过体外实验，我们发现MON能够显著恢复氧化应激条件下睾酮的分泌，其作用机制可能与上调类固醇生成相关基因和蛋白表达有关。

在体内实验中，我们采用42周龄大鼠模型来模拟人类的中年阶段，评估MON的生理影响。实验结果显示，MON的口服治疗并未引起大鼠体重的显著变化，且对生殖器官的重量无明显影响。然而，MON显著降低了大鼠的附睾脂肪含量，表明其可能具有调节脂质代谢的作用。此外，MON能够显著提高血清睾酮水平，改善精子数量和活力，同时未对肝、肾或前列腺功能造成负面影响。这表明MON在体内具有一定的安全性和有效性。

从机制层面来看，我们通过定量实时PCR（qRT-PCR）和Western blot技术评估了MON对睾酮合成相关基因表达的影响。实验发现，MON能够显著提高StAR、3β-HSD2、17,20-脱氢酶和17β-HSD3的表达水平，这与体外实验结果一致。同时，通过免疫组织化学（IHC）分析，我们观察到MON能够增强睾丸组织中这些关键酶的表达，进一步验证了其在睾酮合成中的作用。此外，我们还评估了MON对其他激素水平的影响，如生长激素（GH）、胰岛素样生长因子1（IGF-1）、雌二醇（E2）、促卵泡激素（FSH）和促黄体生成素（LH）。结果显示，MON并未显著改变这些激素的水平，这表明其作用机制可能主要集中在睾丸内的类固醇生成过程，而非通过调节下丘脑-垂体轴。

在代谢功能方面，我们发现MON能够显著改善老年大鼠的血脂水平。实验结果显示，MON显著降低了总胆固醇和甘油三酯的含量，同时未引起血糖水平的显著变化。这表明MON可能具有调节脂质代谢的作用，有助于预防或缓解因年龄增长导致的代谢综合征和心血管疾病。此外，我们还评估了MON对肝肾功能的影响，发现其对AST、ALT、PSA和肌酐等指标无显著影响，进一步支持其良好的安全性。

研究的局限性在于，虽然使用了老年大鼠模型，但该模型仍无法完全模拟人类的复杂生理环境。因此，未来的研究需要进一步在非啮齿类动物模型或临床试验中验证MON的疗效和安全性。此外，MON对Leydig细胞和Sertoli细胞中基因表达和酶活性的具体分子机制仍需深入研究，例如其与核受体或细胞内信号通路的相互作用。同时，探索其他FME成分或激素调节剂的协同作用，也可能有助于提高治疗效果。

综上所述，本研究揭示了MON在缓解LOH中的关键作用。通过上调睾酮合成相关的类固醇生成酶，MON能够有效恢复睾酮水平，并改善生殖和代谢功能，同时展现出良好的安全性。这些发现为开发基于MON的天然药物提供了理论依据，也支持了其作为针对年龄相关雄激素缺乏症的靶向植物治疗剂的潜力。未来的研究应进一步探索其分子机制，并通过更广泛的动物模型和临床试验验证其应用前景。